趙 冉

（四川省能投攀枝花水電開發(fā)有限公司，四川 攀枝花617000）

1 測試目的

龍江水電廠于2017年1月上旬完成4號(hào)生態(tài)機(jī)組新機(jī)投產(chǎn)工作，根據(jù)云南電網(wǎng)調(diào)度“加強(qiáng)水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)管理，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的指導(dǎo)意見”等要求，實(shí)測龍江水電廠4號(hào)機(jī)組帶負(fù)荷后在各運(yùn)行工況下的振動(dòng)、擺度、壓力脈動(dòng)等特征參數(shù)，確定機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)是否滿足規(guī)程或廠家性能保證值的要求，確定機(jī)組在試驗(yàn)水頭下的振動(dòng)區(qū)域和運(yùn)行穩(wěn)定區(qū)域，檢驗(yàn)機(jī)組帶負(fù)荷后在各運(yùn)行工況下的運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)及變化情況，為以后的機(jī)組運(yùn)行、檢修提供技術(shù)依據(jù)。在機(jī)組安裝、調(diào)試完成后對(duì)龍江水電廠4號(hào)機(jī)組進(jìn)行了振動(dòng)區(qū)域測試。

2 電站及機(jī)組概況

龍江水電站是云南省龍江流域重要的防洪控制性工程，總裝機(jī)容量3×80MW+1×20MW。水庫正常蓄水位872m，死水位845m，總庫容為12.17億m3，為年調(diào)節(jié)水庫，電廠在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻和備用任務(wù)。

龍江水電廠位于德宏州遮放鎮(zhèn)戶拉村境內(nèi)，廠內(nèi)共裝有4臺(tái)機(jī)組，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)機(jī)組裝機(jī)為80MW，4號(hào)生態(tài)機(jī)組裝機(jī)為20MW，4臺(tái)機(jī)組采用“一管四機(jī)”梳子形狀的供水方式。電廠4號(hào)生態(tài)機(jī)組有關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1、表2。

表1 4號(hào)機(jī)組水輪機(jī)參數(shù)

表2 4號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)參數(shù)

3 在本試驗(yàn)中使用的試驗(yàn)設(shè)備

（1）DH8302動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)

設(shè)備編號(hào)：SN-191；檢定有效期：2017年11月29日。

（2）電渦流傳感器

設(shè)備編號(hào)：SN-109～SN113 ；檢定有效期：2017年10月13日。

（3）低頻振動(dòng)傳感器

設(shè)備編號(hào)：SN-124、SN-125、SN-130、SN-131、SN-137、SN-138；檢定有效期：2017年01月25日。

以上設(shè)備經(jīng)檢驗(yàn)合格，設(shè)備狀態(tài)完好。

4 試驗(yàn)過程及測試數(shù)據(jù)

4.1 試驗(yàn)方法

本次試驗(yàn)是在上游水位為861.95m，下游水位為 790.14m，毛水頭為 71.81m，1、2、3 號(hào)機(jī)組停機(jī)備用的條件下進(jìn)行的。本次試驗(yàn)設(shè)置空轉(zhuǎn)、空載、2MW、4MW、6MW、8MW、9MW、10MW、11MW、12MW、13MW、14MW、16MW、18MW、20.8MW 共15個(gè)工況點(diǎn)，用6只低頻振動(dòng)傳感器分別布置于上機(jī)架+X水平方向、上機(jī)架+X垂直方向、下機(jī)架+X水平方向、下機(jī)架+X垂直方向、頂蓋+X水平方向和頂蓋+X垂直方向以測量機(jī)組振動(dòng)；同時(shí)使用5只電渦流位移傳感器測量上導(dǎo)+X擺度、上導(dǎo)+Y擺度、下導(dǎo)+X擺度、下導(dǎo)+Y擺度、水導(dǎo)+X擺度；并從蝸殼壓力表計(jì)接入蝸殼進(jìn)口壓力。機(jī)組各工況點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定后，試驗(yàn)采用DH8302動(dòng)態(tài)信號(hào)測試分析系統(tǒng)記錄波形及數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析計(jì)算。

4.2 測試數(shù)據(jù)

4號(hào)生態(tài)機(jī)組穩(wěn)定性試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)見表3。

表3 4號(hào)生態(tài)機(jī)組穩(wěn)定性試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)

5 試驗(yàn)結(jié)論分析

（1）評(píng)價(jià)表見表4。

表4 機(jī)組在20MW工況下振動(dòng)擺度評(píng)價(jià)表

（2）機(jī)組各導(dǎo)軸承擺度情況正常，額定負(fù)荷下（20MW），上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承的擺度值均處于規(guī)程中的A區(qū)，水導(dǎo)軸承的擺度值均處于規(guī)程中的B區(qū)（根據(jù)機(jī)組額定轉(zhuǎn)速333.3r/min查詢GB/T11348.5-2008《旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測量和評(píng)定 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組》，得到區(qū)域邊界值如下：A/B為140μm，B/C為240μm，C/D為460μm），滿足機(jī)組長期運(yùn)行要求。各導(dǎo)軸承處擺度幅值在空載工況達(dá)到最大值，當(dāng)負(fù)荷增加至10MW及以上時(shí)，各導(dǎo)軸承處擺度值回復(fù)至較低水平。

圖1 上導(dǎo)擺度隨負(fù)荷變化趨勢圖

圖2 下導(dǎo)擺度隨負(fù)荷變化趨勢圖

圖3 水導(dǎo)擺度隨負(fù)荷變化趨勢圖

（3）在額定負(fù)荷下（20MW），上機(jī)架和下機(jī)架水平振動(dòng)滿足規(guī)程帶導(dǎo)軸承支架的水平振動(dòng)不超過0.07mm的要求，上機(jī)架和下機(jī)架垂直振動(dòng)滿足規(guī)程帶推力軸承支架的垂直振動(dòng)不超過0.05mm的要求，頂蓋水平振動(dòng)滿足規(guī)程不超過0.05mm的要求，頂蓋垂直振動(dòng)滿足規(guī)程不超過0.06mm的要求。機(jī)組各機(jī)架振動(dòng)值在空載工況達(dá)到最大值，當(dāng)負(fù)荷增加至10MW及以上時(shí)，各機(jī)架振動(dòng)值回復(fù)至較低水平。

圖4 上機(jī)架振動(dòng)隨負(fù)荷變化趨勢圖

圖5 下機(jī)架振動(dòng)隨負(fù)荷變化趨勢圖

圖6 頂蓋振動(dòng)隨負(fù)荷變化趨勢圖

（4）從機(jī)組蝸殼壓力脈動(dòng)數(shù)據(jù)來看，在全負(fù)荷段下蝸殼壓力脈動(dòng)隨負(fù)荷增加總體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在12MW時(shí)達(dá)到最大值。

圖7 蝸殼壓力脈動(dòng)隨負(fù)荷變化趨勢圖

6 結(jié)論與建議

通過以上實(shí)驗(yàn)分析，綜合考慮認(rèn)為，龍江水電廠4號(hào)機(jī)組在上游水位為861.95m，下游水位為790.14m，毛水頭為71.81m的條件下，機(jī)組在0～12MW負(fù)荷區(qū)間振擺及蝸殼壓力脈動(dòng)總體相對(duì)較大，為機(jī)組的振動(dòng)區(qū)。機(jī)組在12MW以上負(fù)荷區(qū)域運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，為機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，建議機(jī)組運(yùn)行盡量安排在12MW以上高負(fù)荷區(qū)運(yùn)行。